表面活性剂的制备课件

陰離子型表面活性劑的製備

羧酸鹽型

脂肪族羧酸鹽(通式RCOOM)典型產品：肥皂（高級脂肪酸的鹼金屬鹽類）。製備肥皂的皂化反應如下：烷基磺胺羧酸（R1CH2SO2NHR2COOM）典型產品：M65助劑。反應過程如下：用作浸水助劑，可促進皮張浸軟、浸透，可乳化皮張表面的油脂。是製備合成皮革加脂劑的常用乳化劑。脂肪醯-肽縮合物

由脂肪醯氯與蛋白質水解產物縮聚得到。代表性物質：月桂醯肌氨酸鈉和雷米幫A。前者由月桂醯氯與肌氨酸鈉縮合制得：雷米幫A（623洗滌劑），學名為油醯氨基酸鈉，是由油醯氯與蛋白質水解產物（氨基酸）經縮合得到的醯胺化合物。

硫酸酯鹽型

通式：ROSO3M（烴基中的碳數為8~18）。典型產品：十二烷基硫酸鈉（或月桂醇硫酸鈉）德國BASF公司的毛皮淨洗劑LPK。硫酸化脂肪醇由高級脂肪醇（C12~C18）經硫酸化、堿中和制得，反應原理如下：

硫酸化烯烴和硫酸化不飽和脂肪醇

石油中的α-烯烴或石油裂解烯烴硫酸化後

硫酸化油（硫酸化脂肪酸、硫酸化脂肪酸酯）天然不飽和油脂或不飽和蠟經硫酸化再中和所得的物質硫酸化蓖麻油：“土耳其紅油”脂肪醇（或烴基酚）聚氧乙烯醚硫酸鹽脂肪醇（或烴基酚）先與環氧乙烷（或環氧丙烷）聚氧乙烯化（烷氧基化），然後硫酸化制得。磺酸鹽型（通式RSO3M）是一種用量最大的陰離子表面活性劑。①烷基芳基磺酸鹽

典型產品：十二烷基苯磺酸鈉其產量約占全部陰離子型S.量的80%，工業上一般通過丙烯、苯等合成：擴散劑N（擴散劑NNO，亞甲基雙萘磺酸鈉）：德國BASF的TamolNNOL的結構類似。②烷基磺酸鹽混合飽和烴的磺酸鹽，飽和烴鏈長一般控制在C13~C20。生產方法如下：磺氯化磺氧化c.以溶解氧、游離基、紫外線或γ-射線為引發劑，亞硫酸氫鈉與α-烯烴加成製備。

代表產品：德國BASF的快速浸水劑AerosoloT、Amollan

Aps、PelzwashmittelLP等。AerosoloT：主要成分為丁二酸二辛酯（琥珀酸2-乙基己酯）的磺酸鹽：

應用特點：水溶性極好，滲透快速均勻，乳化、發泡性能好，適用範圍廣。國產滲透劑T（OT）：結構性能與AerosoloT相似。③烯基磺酸鹽三氧化硫與直鏈α-烯烴作用，再加堿水解而制得。

磷酸酯鹽型通式：ROPO3M。包括單酯鹽和雙酯鹽兩種。(單酯鹽)(雙酯鹽)

陽離子型表面活性劑的製備概述:

絕大部分是含氮的化合物，即有機胺鹽和季銨鹽。在制革中主要用於殺菌、消毒、防水、勻染、固色、抗靜電、使纖維柔軟及某些特殊用途。

⑴胺鹽型陽離子表面活性劑

製備：有機胺（伯胺、仲胺和叔胺）與酸（鹽酸或醋酸）中和制得。例：

（十二烷基二甲基叔胺醋酸鹽）應用：可在酸性介質中作乳化、分散、潤濕劑，也用作礦物浮選劑、顏料粉末表面憎水劑。缺點：當溶液pH＞7時，胺易從水中游離析出，從而失去表面活性。

⑵季銨鹽型陽離子表面活性劑

由叔胺與鹵代烷反應制得：不受pH影響，在酸、堿及中性介質中均穩定。①烷基三甲基季銨鹽高級脂肪胺中加入氫氧化鈉，加壓下與氯甲烷反應制得。代表產品：1231、1631和1831

②烷基二甲基苄基季銨鹽

烷基二甲基叔胺與氯化苄反應制得。代表產品：十二烷基二甲基苄基氯化銨（1227）十八烷基二甲基苄基氯化銨（1827）

③烷基咪唑啉鹽脂肪酸與羥乙基乙二胺縮合制得叔胺，再用烷基化試劑季銨化而制得。

④烷基吡啶鹽

由吡啶與鹵代烷反應製備。

兩性型表面活性劑的製備

概述:該類表面活性劑開發較晚。分子中有：陽離子親水基（胺鹽或季銨鹽基團和陰離子親水基（-COO-、-SO3-、-OSO3-），羧酸鹽、磺酸鹽型、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽型。

⑴氨基酸型兩性表面活性劑

十二烷基氨基丙酸的製備反應：⑵甜菜堿型兩性表面活性劑

陰離子：羧酸鹽；陽離子：季銨鹽如R=C12H25—十二烷基二甲基甜菜堿；如R=C18H37—十八烷基二甲基甜菜堿。

⑶咪唑啉型兩性表面活性劑

合成方法類似於咪唑啉型陽離子S.R=C11H23—、C9H19—

另一製備方法：

⑷氧化胺二甲基氧化胺、烷基二羥乙基氧化胺、烷醯胺丙基二甲基氧化胺：

非離子型表面活性劑的製備概述:

1.親水基為一定數量的含氧基團（常為醚基和羥基）。2.親水基特點：在水溶液中不電離、不易受酸、堿、鹽等電解質存在的影響。3.分子中親水基比例不同，非離子表面活性劑的溶解、乳化、潤濕、分散、滲透等性能變化很大.4.按親水基不同可分為聚氧乙烯型（即聚乙二醇型）和多元醇型。⑴聚氧乙烯型

含有親油基及活性氫（如-OH，-NH2，-COOH中的H）的化合物與一定量的環氧乙烷反應制得。反應通式如下：（H*表示活性氫）①脂肪醇聚氧乙烯醚

例：平平加、JFC等

BASF公司的EmulanAF、LutensolA

Sandoz公司的SandozinNI；ICI的LutrolAl14等

②烷基酚聚氧乙烯醚

R的碳原子數少（C8或C9），很少有C12以上。不易生物降解，毒性也較大。代表產品：“OP”或“Oπ”系列產品。BASF公司的lutensolAP（6，7，8，9，10）、Zgepal、TritonX-100;美國Tergitol12-P，英國ICI的Lissapol。③脂肪酸聚氧乙烯酯脂肪酸與環氧乙烷或與聚乙二醇的加成物。這類表面活性劑分子結構中含酯鍵，在酸、堿溶液中易水解。④聚氧乙烯烷基胺

烷基胺與環氧乙烷的加成物：

特性：耐酸不耐堿，有一定的殺菌能力（具有非離子型及陽離子型表面活性劑的特性）。例：RN[(C2H4O)xH]2的季銨鹽

RN+CH3[(C2H4O)xH]2.Cl-是一種混合型的表面活性劑（陽離子-非離子混合型），用作抗靜電劑、勻染劑、防蝕劑、瀝青乳化劑及粘土在潤滑脂中的分散劑。

⑤聚氧乙烯烷基醇醯胺烷基醇醯胺與環氧乙烷的加成物：具有較強的發泡和穩泡作用，較之脂肪酸聚氧乙烯酯耐水解（特別是在鹼性溶液中）。⑥聚氧烯烴整體共聚表面活性劑常用的是：環氧丙烷與環氧乙烷的整體共聚物親油基：聚氧丙烯基；親水基：聚氧乙烯基。可調節親水、親油部分的大小

⑵多元醇型非離子表面活性劑的製備

該型表面活性劑特徵:

親油基：C12~C18脂肪酸親水基：親水基一端具有多個羥基。如甘油、季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇等（多羥基化合物）

①甘油脂肪酸酯

②季戊四醇脂肪酸酯③山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯皮革行業常用span和tween系列均採用此法製備,其組成將下表

商品名稱組成商品名稱組成Span-20失水山梨醇月桂酸單酯Tween-20Span-20+環氧乙烷Span-40失水山梨醇棕櫚酸單酯Tween-40Span-40+環氧乙烷Span-60失水山梨醇硬脂酸單酯Tween-60Span-60+環氧乙烷Span-80失水山梨醇油酸單酯Tween-80Span-80+環氧乙烷Span-85失水山梨醇油酸三酯

④蔗糖脂肪酸酯突出優點：無毒重要產品：山梨醇與失水山梨醇的脂肪酸酯特殊類型表面活性劑的製備

⑴氟表面活性劑碳鏈中氫原子全部被氟原子取代了的為全氟表面活性劑,氟表面活性劑具有高度穩定性、高表面活性以及既憎水又憎油，具有重要用途。

①氟表面活性劑的特性a.良好的表面活性，可使水的表面張力下降至20×10-5N/cm以下，有的可低到12×10-5N/cm。b.碳氟鏈不但憎水而且憎油，因此全氟表面活性劑在固體表面上的單分子層不能被烷烴液體所潤濕，不但能大大降低水的表面張力，也能降低碳氫化合物液體（或其他有機溶劑）的表面張力c.化學性質極其穩定，耐高溫、耐強酸和強鹼，甚至強氧化劑也不能將其破壞。

②氟表面活性劑的製備方法

全氟聚氧丙烯鏈的氟表面活性劑的合成：產物為陽離子型表面活性劑。

將全氟聚氧丙烯直接水解、中和，得到全氟羧酸鹽陰離子型表面活性劑：全氟磺酸鹽表面活性劑的合成路線：⑵矽表面活性劑

矽表面活性劑特徵:

憎水基：矽氧烷鏈；親水基：聚氧乙烯鏈、羧基或其他極性基團。矽氧烷鏈憎水性大，矽表面活性劑具有良好的表面活性。例：(CH3)3SiOSi(CH3)2CH2Si(CH3)2CH2COOH具有明顯的表面活性。

矽表面活性劑製備舉例:

為了解決上述表面活性劑中的Si-O-C易於水解的問題,可將Si-O-C鍵換成Si-C鍵: