第二章 表面活性剂

第二章表面活性剂Surfactant一、概论1、定义表面活性物质，是指能使溶液表面张力降低的物质。2、特点(1)、双亲性表面活性剂的分子中同时含有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。(2)、溶解性表面活性剂至少溶于液相中的某一相。(3)、表面吸附表面活性剂的溶解，使溶液的表面自由能降低，产生表面吸附，当吸附达平衡时，表面活性剂在溶液内的浓度小于在表面的浓度。(4)、界面定向排列吸附在界面上的表面活性剂分子，能定向排列成单分子膜，覆盖于界面中。(5)形成胶束表面活性剂溶于水，并达到一定浓度时，表面张力，渗透压，电导率等溶液性质发生急剧的变化。此时，表面活性剂的分子会产生凝聚而生成胶束，开始出现这种变化的极限浓度称为临界胶束浓度，简称CMC。(6)、多功能性表面活性剂在其溶液中显示多种功能。如能降低表面张力，具有发泡、分散、乳化、抗静电、增溶、杀菌。3、分类(1)阴离子表面活性剂

Anionicssurfactant式中-SO-3为阴离子水溶性基团，此外阴离子基团还有-COO-，此类表面活性剂作为洗涤剂，乳化剂及增溶剂。(2)阳离子表面活性剂(cationicsurfactant)

在水中带正电荷的界面活性剂。

此类表面活性剂作杀菌剂、纺织柔软剂、抗静电剂。阳离子表面活性剂分类：咪唑啉盐烷基吡啶盐(3)两性表面活性剂(zwitterionicsurfactant)

其分子中含水溶性正电荷基团和负电荷基团。如：

C12H25N+(CH3)2CH2COO-

在酸性溶液中正电荷基团呈阳离子性质，在碱性溶液中负电荷显阴离子性。pH值对性能影响•pH值<7显阳离子性•pH值>7显阴离子性•pH值=7显中性磺酸盐硫酸酯其他类型的两性表面活性剂咪唑啉磷酸酯(4)非离子表面活性剂(non-ionicsurfactant)

结构如：

分子中没有带电荷的基团，而基团亲水性较弱，n越大，亲水性越强。非离子表面活性剂类型：•脂肪醇聚氧乙烯醚：

RO-(-C2H4O-)n-H•脂肪酸聚氧乙烯醚

ROO-(-C2H4O-)n-H•烷基酚聚氧乙烯醚聚环氧乙烷烷基胺聚环氧乙烷烷基醇酰胺RONH-(-C2H4O-)n-H非离子表面活性剂的浊点

浊点是非离子表面活性剂的特性，非离子表面活性剂中无离子亲水基团，分子链中的

-(-CH2CH2O-)n-是亲水基团，其中的-O-与水形成氢键，低温下氢键较强，具有水溶性。但随着温度的升高，分子热运动加剧，氢键减弱，当温度达到一定程度时，水分子激烈运动而脱离，亲水性随之降低而变成水不溶。二、亲水亲油平衡值亲水亲油平衡值(HLB)值是表示表面活性剂亲水性、疏水性的好坏。HLB值大，亲水性强；HLB值小，亲油性强。

1.5-3消泡剂

3-6W/O油包水乳化剂HLB=7-9润湿剂

8-18O/W水包油乳化剂

13-15洗涤

15-18增溶剂HLB计算：(1)、非离子表面活性剂HLB=[(亲水基的分子量)/(疏水基的分子量+亲水基分子量)]×100/5如：HLB=[396/(220+396)]×100/5=12.86220指壬基酚的分子量。(2)、多元醇脂肪酸

HLB=20(1-S/A)S为酯的皂化值，A为脂肪酸的酸值。如甘油单硬脂酸酯的S=161，A=198，则

HLB=20(1-161/198)=3.8(3)、聚乙二醇

HLB=EO/5(EO为环氧乙烷部份的质量百分数)(4)、离子型表面活性剂HLB=7+(亲水基的基团数)+(亲油基的基团数)太古油的结构：HLB=7+(11+1.3+2.1)+17(-0.475)=13.3一些基团的HLB基团数亲水基基团数亲油基基团数-COOK21.1=CH-–0.475-COONa19.1–0.47511-CH2-–0.475-CH3–0.475

-N9.4-C-–0.475酯(失水山醇环)6.8酯(游离)2.4-(-CH2CH2CH2O-)-0.15-COOH2.1-OH(自由)1.9-CF2--0.87-O-1.3-CF3--OH(失水山梨醇环)0.5-(-CH2CH2O-)-0.33(5)、混合表面活性剂

HLB=(WiHLBi)/Wi

式中Wi、HLBi分别为混合物中i组份的质量百分比和HLB值。三、表面活性剂及应用1、阴离子表面活性剂(anionicssurfactant)+NaOHC17H35COONa①香皂2、十二烷基苯磺酸钠(sodiumdodecylbenzenesulfonate)•3、脂肪酸甲酯-磺酸钠(MES)

MES优于LAS（十二烷基苯磺酸钠）和AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠），与肥皂相近。在水中5天内能完全消失，实际上对水生物无毒。

MES用途：用于块状肥皂、肥皂粉等钙皂分散剂。

4、十二烷基二苯醚二磺酸钠

主要用于乳液聚合，如防水乳液、苯丙乳液、纯丙乳液等。6、琥珀酸酯磺酸盐C12H25O(C2H4O)3H+Na2SO3用于乳液聚合，如目前产品A-103等。7、十二烷基硫酸钠

作防水、弹性乳液的乳化剂8、硫酸化蓖麻油

具有优异的匀染,渗透，乳化等性能，广泛用于纺织、印染、制革、造纸、金属加工、农药、染料化工等工业。9、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠为无ABEO类的乳化剂，如汉高的ABEX2535是非离子类的，ABEO8018R是阴非离子复合。10、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐2用于防锈乳液的制备1、十二烷基二甲基溴化铵•+-四、阳离子表面活性剂(Cationicsurfactant)2、二乙基苄基--十八碳烯酰胺乙基氯化铵•3、十六烷基三甲基溴化铵•4、索罗明•5、咪唑啉季胺盐(imidazolinequaternaryammoniumsalt)•五、两性表面活性剂(Zwitterionicsurfactant)1、月桂基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐(imidazoline)•-2、十二烷基甜菜碱(betaine)六、非离子表面活性剂(Nonionicsurfactant)1、脂肪醇聚氧乙烯醚C12脂肪醇聚氧乙烯醚称AEO，n=3油溶性好，用于化妆品，如膏霜等。n=8-10有较强的去污和起泡力，用于洗涤剂。n=20乳化分散能力强，在纺织上用作匀染剂。2、壬基酚聚氧乙烯醚作用：n=1.5，消泡、破乳；n=4，油包水乳化剂；n=6,纸脱墨剂；n=9，农药乳化、工业洗涤；n=10,重垢洗涤剂、漂染扩散剂、匀染剂；n=15-30,水包油乳化、合成乳液、各种乳化剂。3、失水山梨醇脂肪酸酯(Span)Span品种有：

R=月桂酸Span-20

棕榈酸Span-40

硬脂酸Span-60

油酸Span-80作油包水(W/O)乳化剂，用于食品、医药、化妆品、农药纺织等。4、蔗糖脂肪酸酯

蔗糖酯无毒，主要用于食品、化妆品及餐具洗涤剂。蔗糖酯可制成HLB值